第一课走进人工智能 教学设计 　2023—2024学年浙教版(2023)初中信息技术八年级下册

课题 走进人工智能 教学 目标 知识与技能：通过了解人工智能的起源与发展，培养学生的信息意识，使其认识到人工智能在现代社会的重要地位和作用。 过程与方法：通过探究人工智能的技术原理和应用，培养学生的计算思维，提高其分析、解决问题的能力。 情感与价值观：借助多媒体资源进行数字化学习，激发学生的创新精神，培养其在人工智能领域的实践能力和创新思维。 教学重难 点 重点：了解人工智能的起源 难点：掌握人工智能的发展、我国人工智能的发展 教学 方法 讨论法、探究法。 教学 过程 活动设计 设计意图 【课堂导入】：通过多媒体展示一些人工智能应用场景，如智能语音助手、自动驾驶汽车等，引导学生思考这些技术背后的原理。 环节一：人工智能的起源 1. 详细阐述人工智能的概念，以及其产生的背景和初衷。例如，人工智能的初步设想可以追溯到古代的某些自动化装置，而现代意义上的AI则起源于20世纪50年代。 2. 工智能在全球范围内蓬勃发展，已影响着人们生活的方方面面。 3. 语音识别、图像识别、自然语言处理等基础性技术，语音交互、机器翻译、智能机器人、人机博弈等应用性技术，自动驾驶、智慧医疗、智慧农业、智能交通等综合应用技术，在各个领域得到了广泛应用。 4. 讲述人工智能发展历程中的关键节点和里程碑，如专家系统、机器学习、深度学习等。 5. 通过具体案例或历史事件，展示人工智能在不同阶段的应用和表现。 6. 符号主义：人工智能的早期阶段，主要研究符号表示和推理 7. 连接主义：20世纪80年代，神经网络的研究和应用逐渐兴起深度学习：2010年代，深度学习技术在图像识别、语音识别等领域取得突破性进展 8. 人工智能+：人工智能与其他领域的融合，如医疗、金融、教育等，推动人工智能的应用和发展 2、 环节二：人工智能的发展 自计算机发明以来，人类一直不懈努力，试图让机器模拟人类的智能,从而提升生产能力，帮助人类完成更为复杂或有危险的工作,更多地造福人类社会。 1.第一阶段（20世纪50年代至70年代中期) 从达特茅斯会议到20世纪70年代中期，人工智能迅速发展。基于数理逻辑的符号知识表示与推理是这一阶段的主要特色。定理证明√棋类博弈、感知器的提出等，是当时人工智能研究的方向。 2.第二阶段（20世纪80年代至90年代末) 这一阶段,“知识”逐渐成为人工智能领域的核心观念。符号推理的理论框架添加了“知识”的核心观念后，使机器能够解决更实用、更专业和更复杂的问题。专家系统迅速发展，同时神经网络、统计学习与并行信息处理等领域也有长足进步,自然语言和机器视觉的起步为人工智能的发展注入了新的动力。 但是，由于专家系统在知识获取、推理能力等方面的不足，以及开发成本高等因素，人工智能的发展又一次进入低谷期。具体标志为日本在1982年开始研制的第五代（智能）计算机，计划研制具有1000个处理单元的并行推理机，连接10亿信息组的数据和知识库，具备听说能力。到1992年，因没能突破关键性的技术难题，该计划最终以失败告终。 这一时期的人工智能专家试图以专家手工构建方式，来生成包含人类所有知识的“知识大脑”，并期望基于此来对所有问题进行推理。当时的人工智能专家认为，如果拥有了包罗万象、囊括万物的“知识大脑”，就可以通过“知识大脑”构建专家系统，回答任何问题。后来他们发现，将人类所有知识完整收集且形式化描述的任务根本无法完成。因此，单纯依赖规则和知识的专家系统未能表现出所期望的效果。 3.第三阶段（20世纪90年代后期至今) 到20世纪90年代后期，计算机性能得到高速发展，通过海量数据的积累和人工智能研究者的不懈努力，人工智能在许多领域取得了突破性成果。到了2010年左右，人工智能迎来了全面爆发期，人工智能在大数据智能、跨媒体智能、群体智能、混合增强智能、智能自主系统等方面的应用，加速了新一轮科技革命进程，成为新一轮产业变革的核心驱动力。 但是，由于时代局限性,人工智能的第一次低容很快来临。1973年，英国数学家詹姆士·莱特希尔 (James Lighthill)发表报告，该报告对当时英国的人工智能研究进行了评估,认为研究集中在自动机、机器人和中央神经系统领域，并得出如下结论:自动机和中英神经系统的研究有价值，但进展令人失望;机器人的研究没有价值,进展非常令人失望，建议取消机器人的研究。 3、 1956年8月，在美国达特茅斯学院召开的研讨会上,与会的科学家共同讨论了机器如何模拟智能。这次会议长达2个月。对人工智能进行了广泛深入的探讨，提出了通过编程使机器能使用语言、能用神经网络感知与分类、能自我学习与提高等设想。这些设想成了此后多年人工智能的发展指南和研究范畴。这次会议正式提出了“人工智能”(Artificial Intelligence，简称AI）一词，1956年也被认为是人工智能元年。 4、 而早在20世纪50年代初,英国数学家阿兰·图灵 (Alan Turing）就在他的论文《计算机器与智能》中提出并尝试回答“机器能否思考”的问题，还提出了“图灵测试模型”,一种用于判定机器是否具有智能的试验方法。 5、 1. 深入讲解人工智能的技术原理，包括机器学习、深度学习、自然语言处理等关键技术。 2. 介绍人工智能在各领域的应用，如医疗、金融、交通、教育等，并解释其具体实现和效果。 3. 展望人工智能未来的发展趋势，如强人工智能、AI伦理问题等。 三、环节三：我国人工智能的发展 1. 介绍我国在人工智能领域的创新和研究进展，如阿里巴巴、百度等企业在AI领域的贡献。 2. 分析我国政府对人工智能发展的政策和支持，以及我国在全球AI领域的地位和影响力。 3. 分享我国在人工智能应用方面的成功案例，如智慧城市、智能制造等。 通过直观的展示，引发学生对人工智能的兴趣，为后续学习打下基础。 帮助学生了解人工智能的基本概念和发展背景。培养学生的信息意识，使其了解人工智能技术的发展脉络。培养学生的民族自豪感和责任感，激发其对人工智能领域的探索欲望。 培养学生科技探索精神和创新思维。 板书 设计 作业 设计 作业 批改 典型问题 辅导形式 （ ）集体讲评 （ ）个别辅导 辅导学生 教学 反思 本节课是本单元的起始课，主要是让学生能了解人工智能的概念及应用场景，需要掌握的知识比较少，但是比较枯燥。 应该增加一些问题，让学生上网自己搜索并分享。 学科网（北京）股份有限公司 $$